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第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 含硼富燃料推进剂的主要组成 2

1.2.1 黏合剂 2

1.2.2 金属燃料 2

1.2.3 氧化剂和高能填料 7

1.2.4 燃烧催化剂和燃烧稳定剂 8

1.2.5 键合剂 9

1.2.6 防老剂 12

1.3 富燃料推进剂的主要性能及特点 13

1.3.1 能量性能 13

1.3.2 工艺性能（流变性能和表-界面性能） 14

1.3.3 燃烧性能 17

1.3.4 含硼富燃料推进剂的性能特点 19

1.4 含硼富燃料推进剂目前存在的问题 20

1.5 含硼富燃料推进剂的最新进展 22

1.5.1 硼粉的表面改性进展 22

1.5.2 含硼富燃料推进剂研究现状 23

1.6 含硼富燃料推进剂的重要性 27

参考文献 28

第二章 硼粉的表面改性及其表征 30

2.1 概述 30

2.2 硼粉对推进剂制备工艺的恶化及机理研究 30

2.2.1 XPS分析 31

2.2.2 黏度分析 31

2.2.3 红外分析 33

2.2.4 含硼HTPB富燃料推进剂工艺恶化的机理分析 34

2.3 团聚硼颗粒的制备工艺流程 35

2.3.1 无定形硼粉的预处理 36

2.3.2 无定形硼粉的包覆 37

2.3.3 无定形硼粉的团聚造粒 41

2.4 团聚硼颗粒的粒度分布分形表征 48

2.4.1 分形理论概述 49

2.4.2 粒度分布的分形模型 50

2.4.3 颗粒粒度分布分形的测试原理 50

2.4.4 固体推进剂中固体填料的粒度分形维数 51

2.4.5 分形维数表征固体颗粒粒度级配特点 56

2.4.6 团聚硼颗粒表面粗糙度和粒径分布对富燃料推进剂药浆流变性能的影响 56

2.5 团聚硼颗粒堆积密度研究 60

2.5.1 团聚硼颗粒堆积密度测试 61

2.5.2 团聚硼颗粒的两种堆积密度比较 61

2.5.3 团聚硼颗粒的流散特性研究 64

2.5.4 振动次数对团聚硼颗粒振实堆积密度的影响 64

2.6 团聚硼颗粒的强度研究 66

2.6.1 团聚硼颗粒强度测试 66

2.6.2 强度（抗压）的测试原理 67

2.6.3 团聚硼颗粒的基本物理参数 67

2.6.4 不同因素对团聚硼颗粒强度的影响 68

2.7 硼粉团聚前和团聚后的表面特性 71

2.7.1 团聚硼颗粒表观形貌研究 71

2.7.2 团聚硼颗粒的酸度分析 73

2.7.3 团聚硼颗粒的X荧光分析 74

2.7.4 团聚硼颗粒的包覆度研究 75

2.8 团聚硼颗粒的团聚造粒机理 76

2.8.1 团聚颗粒的核化和长大理论 76

2.8.2 团聚硼颗粒生长过程分析 80

2.8.3 团聚硼颗粒的造粒机理分析 81

2.9 晶体硼粉研究 83

2.9.1 晶体硼粉的制备 83

2.9.2 晶体硼粉的物化特性 84

2.10 硼/镁（铝）复合粉研究 88

2.10.1 硼镁（铝）复合粉的表面形貌和粒度分布研究 90

2.10.2 硼镁（铝）复合粉的密度研究 91

2.10.3 硼镁（铝）复合粉X射线荧光分析 92

2.10.4 硼镁（铝）复合粉表面酸度分析 93

参考文献 94

第三章 团聚硼颗粒与黏合剂体系的表-界面性能研究 97

3.1 概述 97

3.2 测试原理和测试方法 97

3.2.1 表-界面化学原理 97

3.2.2 接触角测试原理 99

3.2.3 黏附功与铺展系数的计算原理 99

3.2.4 测试方法 100

3.3 团聚硼颗粒与黏合剂体系的表-界面性能 101

3.3.1 团聚硼颗粒的表面特性研究 101

3.3.2 接触角和表面自由能的计算 107

3.3.3 黏附功和铺展系数的计算 108

3.3.4 团聚硼颗粒的表面改性机理研究 110

3.4 含团聚硼富燃料推进剂的表-界面（多界面）特性研究 114

3.5 团聚硼颗粒对含硼富燃料推进剂微观形貌的影响 116

参考文献 117

第四章 流变性能和制备工艺 119

4.1 概述 119

4.2 推进剂流变特性的表征和测试 119

4.2.1 流变特性的表征 119

4.2.2 测试的仪器装置 120

4.2.3 样品的制备 121

4.2.4 测试方法 121

4.3 不同因素对富燃料推进剂流变性能的影响 122

4.3.1 HTPB黏合剂的流变特性 122

4.3.2 团聚硼/HTPB悬浮液流变特性研究 123

4.3.3 不同组分对含硼富燃料推进剂药浆流变特性的影响 126

4.4 含硼富燃料推进剂的制备工艺 134

4.4.1 含硼富燃料推进剂的设计原则 135

4.4.2 富燃料推进剂制造工艺流程 135

4.4.3 含团聚硼富燃料推进剂配方 136

4.4.4 推进剂样品的制备 136

4.4.5 含团聚硼富燃料推进剂的制备工艺性能 137

参考文献 137

第五章 能量性能 140

5.1 概述 140

5.2 评价富燃料推进剂的能量性能的指标——热值和密度 140

5.2.1 富燃料推进剂能量特性计算原理和方法 141

5.2.2 燃烧热值的理论计算与测试方法 145

5.3 推进剂能量提高的技术途径 146

5.3.1 添加金属燃料 146

5.3.2 有效添加剂 146

5.4 含硼富燃料推进剂能量性能的影响因素 148

5.4.1 黏合剂 148

5.4.2 硼粉燃料 150

5.4.3 氧化剂和固体填料 154

参考文献 160

第六章 燃烧性能 162

6.1 概述 162

6.2 含硼富燃料推进剂燃烧性能的表征参数和测试方法 163

6.2.1 表征参数 163

6.2.2 测试方法 164

6.3 改善含硼富燃料推进剂燃烧的技术途径 165

6.3.1 加入添加剂 165

6.3.2 硼颗粒表面包覆 169

6.4 硼颗粒的点火与燃烧 171

6.4.1 硼粉的点火模型 172

6.4.2 团聚硼颗粒的点火模型 172

6.4.3 不同气氛中硼粉的点火特性 174

6.4.4 不同气氛下硼粉燃烧发射光谱和火焰形态 177

6.5 硼对富燃料推进剂燃烧性能的影响 183

6.5.1 含硼富燃料推进剂的燃烧性能研究 183

6.5.2 表面改性硼粉的热分解特性 185

6.5.3 含晶体硼粉富燃料推进剂的燃烧性能 187

6.5.4 含晶体硼粉富燃料推进剂的热分解特性 188

6.5.5 含硼镁复合粉的富燃料推进剂的燃烧特性 190

6.5.6 含团聚硼富燃料推进剂Φ64标准发动机试验 191

6.6 富燃料推进剂燃烧机理研究 195

6.6.1 燃烧火焰结构 195

6.6.2 燃烧波温度 198

6.6.3 熄火表面 209

6.6.4 燃烧残渣分析 211

6.7 含硼富燃料推进剂一次燃烧喷射效率影响因素分析 223

6.7.1 推进剂配方和实验方案 223

6.7.2 推进剂组分对一次喷射效率的影响 225

6.7.3 喷射装置对一次喷射效率的影响 226

6.8 含硼富燃料推进剂的一次燃烧模型 226

6.8.1 一次燃烧物理模型的建立 227

6.8.2 一次燃烧数学模型的建立 229

参考文献 233

第七章 含硼富燃料推进剂的应用前景和发展趋势 238

7.1 概述 238

7.2 含硼富燃料推进剂的应用前景 238

7.2.1 新一代空空导弹 238

7.2.2 未来超声速反舰导弹 239

7.2.3 对抗高机动目标的地空导弹 240

7.2.4 大口径增程炮弹 240

7.3 富燃料推进剂的发展趋势 240

7.3.1 低特征信号 240

7.3.2 钝感特性 240

7.3.3 高燃速压力指数 241

7.3.4 使用纳米燃料的富燃料推进剂 241

7.4 对发展富燃料推进剂的一些建议 242

参考文献 243